Medikamente gegen MRSA greifen ein spezielles Enzym an, die Dihydrofolat-Reduktase (DHFR). Wird dieses Protein außer Gefecht gesetzt, so können die Bakterien kein Thymin mehr produzieren, einen der vier Grundbausteine der DNA. In der Folge stirbt der Keim ab oder verlangsamt seine Ausbreitung drastisch. Auf dieses Enzym haben die Wissenschaftler um Bruce Donald von der Duke University in Durham nun erstmals ihren K-Star-Algorithmus angesetzt, der alle möglichen Veränderungen des gefalteten Proteins und seine Interaktionen berechnet. ?Wir suchten nach den Mutationskandidaten, die das Enzym seine Arbeit machen lassen, aber die Wirkung neuer Antibiotika blockieren?, erklärt Donald. Im Computer wird das Protein modelliert, seine Oberfläche verändert und dabei stets die mögliche Interaktion der neuen Form mit Wirkstoffen simuliert.
Für ein neues Antibiotikum der University of Connecticut in Storrs haben die Wissenschaftler mit der Prognosesoftware vier potenziell erfolgreiche DHFR- Mutanten ausfindig gemacht. Drei davon blieben trotz Andockversuchen des Medikaments aktiv und interagierten nur schwach mit dem Wirkstoff. Die vierte errechnete Form zeigte in der Simulation fast gar keine chemischen Reaktionen mit dem Medikament und hat damit die besten Chancen, seine gefährliche Karriere als resistenter Krankenhauskeim zu starten. ?Das Ergebnis bedeutet einen Schritt vorwärts bei der Identifizierung von Antibiotika, die präventiv mit möglichen Resistenzen in der Natur umgehen?, erklärt Co-Studienautor Ivelin Georgiev. Die Software wird kostenlos als quelloffene Software zur Verfügung gestellt: Jeder Berechtigte kann dann die Programmstrukturen begutachten und Verbesserungen vorschlagen.
